東北日本,朝日山地東部における断層活動・マグマ活動とヘリウム同位体比との関連

Implication between activity of faults and magma from an insight of He isotope in the Asahi Mountains, NE Japan

二ノ宮 淳; 梅田 浩司; 根木 健之

Ninomiya, Atsushi; Umeda, Koji; Negi, Tateyuki

朝日山地は、新潟-山形県境のジュラ紀の堆積岩類,白亜紀から古第三紀の花崗岩類からなる。朝日山地には第四紀火山は分布しないが、東部の下部地殻-上部マントルには低比抵抗体が存在し、その縁辺部では深部低周波微動地震が発生していることから、低比抵抗体はマグマと考えられている。また、マグマ直上の花崗岩中では地殻内地震が発生しており、マグマから流体が放出され花崗岩中で地震を発生させていると考えられる。朝日山地の東縁の山形盆地断層帯では地震活動が活発であるのに対し、長井盆地西縁断層帯では地震活動が不活発である。これら断層活動と朝日山地下のマグマ活動との関連を検討するために温泉ガスのHe同位体比を分析し、朝日山地と山形盆地断層帯近傍で高く、長井盆地西縁断層帯近傍で低い結果となった。朝日山地では活断層が分布しないがマグマからの流体の活発な放出により温泉ガスにHeが付加されていると考えられる。山形盆地断層帯では断層活動に伴いHeが効率的に上昇していると考えられる。一方、長井盆地西縁断層帯ではHe源(マグマ)が地下に存在していても、Heが温泉ガスに付加されていない可能性が高い。

Although no Quaternary volcano are distributed on the Asahi Mountains, an anomalous conductive body is imaged beneath the Asahi Mountains with MT method. The low-frequency earthquakes around the body indicate that the body is due to a magma storage. Crustal earthquakes in the granite close to the magma are caused by fracturing of the granite due to infiltration of the fluid released from the magma. There are two belts of active faults on the eastern edge of the Asahi Mountains. The crustal earthquakes are active beneath the Yamagata Basin faults and are not active beneath the western Nagai Basin faults. The high He isotope ratio from the hot spring gases on the Asahi Mountains and the Yamagata Basin faults indicate effective supply of He from the magma. On the other hand low He isotope ratio imply that the western Nagai Basin faults do not work as a conduit of He from the magma.